對海洋RNA病毒的首次全球調查發現了數以千計的新病毒，據悉，其中一些病毒在鎖住海底的碳方面起著核心作用。在2009年至2012年期間，研究人員在一艘名為Tara的船上收集了來自世界上所有海洋的海水樣本。俄亥俄州立大學的Guillermo Domínguez-Huerta和他的同事以前曾觀察過這些樣本中的數十萬種DNA病毒。

資料圖

他們發現病毒集中在五個主要的生態區，其中北冰洋的多樣性最強。但這只說明了故事的一半。

海洋中也充滿了病毒，它們的基因組是由一種叫做RNA的不同遺傳物質構成，細胞用它來指導蛋白質的合成。使用現有的方法分析DNA病毒是相對容易的，但研究人員必須想出改進的技術從而將病毒RNA跟每個樣本中的其他生物體產生的大量RNA區分開來。

現在，Domínguez-Huerta及其同事們利用來自Tara的樣本發表了有史以來最大的海洋RNA病毒調查。他們在海洋中發現了5000多種RNA病毒，幾乎所有的病毒都是科學界的新發現。加拿大不列顛哥倫比亞大學的Curtis Suttle指出：“它擴大了我們對有多少多樣性的看法。”他並沒有參與這項研究。

該小組特別關注了病毒在碳封存中發揮的作用。每天，大量死亡的浮游生物沉入海底並帶走了它們體內的碳，然後被埋在地下可能達數百萬年。這個過程被稱為生物碳泵，其每年會釋放出多達12千兆噸的碳。這約是每年所有人類造成的二氧化碳排放量的1/3。

研究人員早就知道病毒在這一過程中發揮了作用，但Domínguez-Huerta和他的團隊已經發現了更多的細節。他們認為，新發現的RNA病毒中至少有11種感染了對碳泵很重要的浮游生物，這表明病毒是如何影響它的明確機制。跟主要感染細菌和古細菌的DNA病毒不同，RNA病毒感染更複雜的浮游生物，如藻類和真菌。“當人們想到病毒的時候，他們想到的是疾病。他們不會想到二氧化碳，”Domínguez-Huerta說道。

此外，該團隊還開發了一個計算機模型以預測碳泵在某一特定海洋區域的作用，其依據是那裡的病毒豐度。團隊成員、俄亥俄州立大學的Ahmed Zayed指出，這最終可以為氣候模型提供信息。雖然研究人員還不能用精確的數字說明某種病毒是如何加速或阻礙泵的，但他指出，病毒有一天可能會像“精細的旋鈕”一樣被用來調整它。

一個額外的意外發現是，海洋中的許多RNA病毒似乎能利用從宿主本身竊取的基因來改變其微生物宿主的代謝。這種能力可能是為了應對資源極其匱乏的開放性海洋而進化出來的，可能是RNA病毒影響碳泵的另一條途徑。華盛頓州太平洋西北國家實驗室的Amy Zimmerman表示：“這些都是處於病毒生態學前沿的極其令人興奮的問題。”